大氣壓力發(fā)電系統(tǒng)[實(shí)用新型專利]

(19)中華人民共和國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局

*CN201588729U*

(10)授權(quán)公告號(hào)

CN 201588729 U

(45)授權(quán)公告日 2010.09.22

(12)實(shí)用新型專利

(21)申請(qǐng)?zhí)?/span> 2.5

(22)申請(qǐng)日 2010.01.07

(73)專利權(quán)人張志學(xué)

地址163316 黑龍江省大慶工業(yè)開發(fā)區(qū)建設(shè)

大廈規(guī)劃局801室

(72)發(fā)明人張志學(xué)

(74)專利代理機(jī)構(gòu)北京市合德專利事務(wù)所

11244

代理人李本源

(51).

F03B 13/06

(2006.01)

權(quán)利要求書 1 頁(yè) 說(shuō)明書 2 頁(yè) 附圖 2 頁(yè)

(54)實(shí)用新型名稱

大氣壓力發(fā)電系統(tǒng)

(57)摘要

本實(shí)用新型提出了一種大氣壓力發(fā)電系統(tǒng)，

其由閉路循環(huán)系統(tǒng)和水流發(fā)電裝置構(gòu)成；其中閉

路循環(huán)系統(tǒng)包括水泵、水介質(zhì)、大氣壓力、明渠和

管道，水泵連接管道，水泵把明渠中的水介質(zhì)從明

渠低端提升到明渠高端；水流發(fā)電裝置包括水輪

機(jī)葉片、水輪機(jī)軸、變速傳動(dòng)箱、發(fā)電機(jī)和控制機(jī)，

水輪機(jī)軸垂直安裝在明渠中，水輪機(jī)葉片固裝在

水輪機(jī)軸上，水輪機(jī)軸與變速傳動(dòng)箱的入口相聯(lián)

接，變速傳動(dòng)箱的出口與發(fā)電機(jī)相聯(lián)接，控制機(jī)用

來(lái)控制發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)。本實(shí)用新型所述的大

氣壓力發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于，不消耗煤燃料，沒有

二氧化碳等污染物排放，電價(jià)低，效益好，是現(xiàn)行

新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)的優(yōu)選環(huán)保發(fā)電技術(shù)。

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權(quán) 利 要 求 書

1.一種大氣壓力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：由閉路循環(huán)系統(tǒng)和水流發(fā)電裝置構(gòu)成；其中

閉路循環(huán)系統(tǒng)包括水泵、水介質(zhì)、大氣壓力、明渠和管道，水泵連接管道，明渠寬度一定，明

渠一端比另一端高，水泵把明渠中的水介質(zhì)從明渠低端提升到明渠高端；水流發(fā)電裝置包

括水輪機(jī)葉片、水輪機(jī)軸、變速傳動(dòng)箱、發(fā)電機(jī)和控制機(jī)，水輪機(jī)軸垂直安裝在明渠中，水輪

機(jī)葉片固裝在水輪機(jī)軸上，水輪機(jī)軸與變速傳動(dòng)箱的入口相聯(lián)接，變速傳動(dòng)箱的出口與發(fā)

電機(jī)相聯(lián)接，控制機(jī)用來(lái)控制發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大氣壓力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：水流發(fā)電裝置為2個(gè)或2個(gè)

以上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大氣壓力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述的水介質(zhì)可以是江河

水介質(zhì)或者是石油工業(yè)中的泥漿介質(zhì)。

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說(shuō) 明 書

大氣壓力發(fā)電系統(tǒng)

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]

本實(shí)用新型涉及一種發(fā)電系統(tǒng)，尤其涉及利用大氣壓力和水流的動(dòng)能來(lái)發(fā)電的發(fā)

電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

人類開發(fā)利用各種能源(包括風(fēng)能、太陽(yáng)能、核能、煤的熱能等)是從大氣壓力開

始的。早在1705年牛可門就研制成功了一種大氣壓力蒸汽機(jī)。這種大氣壓力蒸汽機(jī)比瓦

特發(fā)明的蒸汽機(jī)要早60多年。瓦特蒸汽機(jī)的能量來(lái)源是煤的熱能，而牛可門大氣壓力蒸汽

機(jī)的能量來(lái)源是大氣壓力。自從瓦特把牛可門大氣壓力蒸汽機(jī)改造(變革)成瓦特蒸汽機(jī)

后，大氣壓力的開發(fā)利用問題就終止了。至今為止，已經(jīng)中斷了200多年了。在當(dāng)今能源資

源危機(jī)、煤電污染嚴(yán)重、電價(jià)不斷攀升、國(guó)家急待解決新能源發(fā)電問題的形勢(shì)下，重新提出

研發(fā)利用大氣壓力發(fā)電問題，是有重大意義的。大氣壓力發(fā)電技術(shù)將會(huì)促成我國(guó)新能源發(fā)

電的技術(shù)革命。

[0002]

實(shí)用新型內(nèi)容

[0003]

本實(shí)用新型為了解決上述問題，提供了一種利用大氣壓力產(chǎn)生電能的大氣壓力發(fā)

電系統(tǒng)。

[0004]

大氣壓力發(fā)電系統(tǒng)由兩大部分組成。一部分是由明渠、水介質(zhì)、大氣壓力、水泵、管

道組成一個(gè)閉路循環(huán)系統(tǒng)。另一部分是由水輪機(jī)葉片、水輪機(jī)軸、變速傳動(dòng)箱、發(fā)電機(jī)、控制

機(jī)組成的采集水流動(dòng)能，然后再把水流動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，該水流發(fā)電裝置可為多個(gè)。

[0005]

所述閉路循環(huán)系統(tǒng)，是水泵聯(lián)接管道，水泵把明渠中的水介質(zhì)從明渠低端提升到

明渠高端。明渠中的水介質(zhì)，在水介質(zhì)自身重力和大氣壓力的共同作用下，又從明渠高端自

然的流向明渠低端。在水介質(zhì)自身重力和大氣壓力的共同作用下，明渠中的介質(zhì)就獲得到

了動(dòng)能。也就是說(shuō)，水介質(zhì)的動(dòng)能是水介質(zhì)自身重力和大氣壓力兩者提供的。所述的明渠

必須要有一定的寬度要求，不能隨意增大。所述的水介質(zhì)可以是江河水介質(zhì)或者是石油工

業(yè)中的泥漿介質(zhì)。所述的一個(gè)水流發(fā)電裝置，包括有水輪機(jī)葉片、水輪機(jī)軸、變速傳動(dòng)箱、發(fā)

電機(jī)和控制機(jī)。水輪機(jī)軸垂直安裝在明渠中，水輪機(jī)葉片固裝在水輪機(jī)軸上。水輪機(jī)軸與

變速傳動(dòng)箱入口相聯(lián)接，變速傳動(dòng)箱出口與發(fā)電機(jī)相聯(lián)接。控制機(jī)是控制發(fā)電機(jī)處于額定

恒轉(zhuǎn)數(shù)的工作狀態(tài)，確保有穩(wěn)定的交流電頻率。當(dāng)明渠里的水流沖擊水輪機(jī)葉片后，水輪機(jī)

軸將帶動(dòng)變速傳動(dòng)箱，變速傳動(dòng)箱又帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行發(fā)電。

[0006]

本實(shí)用新型大氣壓力發(fā)電系統(tǒng)的工作方式，首先通過外電源18驅(qū)動(dòng)水泵將明渠

中的水介質(zhì)從明渠低端提升到明渠高端，然后明渠中的水介質(zhì)將自然的從明渠高端流向明

渠低端。水介質(zhì)是在大氣壓力和水介質(zhì)自身重力兩者的共同作用下，從明渠高端自然的流

向明渠低端，形成的水流沖擊設(shè)置在明渠中的多個(gè)水輪機(jī)葉片帶動(dòng)水流發(fā)電裝置進(jìn)行發(fā)

電。

[0007]

本裝置無(wú)需使用煤燃料，是現(xiàn)行發(fā)電產(chǎn)業(yè)優(yōu)選的環(huán)保發(fā)電技術(shù)。

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說(shuō) 明 書

附圖說(shuō)明

圖1是大氣壓力發(fā)電原理示意圖

[0009]

圖2是大氣壓力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)展開示意圖

[0010]

圖3是大氣壓力發(fā)電系統(tǒng)的平面示意圖

[0011]

其中：1明渠 2明渠寬度 3明渠底的坡度角 4明渠低端 5明渠高端 6水流

方向 7水體自由表面(水面) 8水介質(zhì) 9大氣壓力 10水泵 11管道 12水輪機(jī)葉

片 13水輪機(jī)軸 14變速傳動(dòng)箱 15發(fā)電機(jī) 16控制機(jī) 17剖開折回線 18外電源

[0008]

具體實(shí)施方式

[0012]

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。由圖1、2、3所示，圖2是按剖開折回

線17展開的結(jié)構(gòu)展開圖。本實(shí)施例所述閉路循環(huán)系統(tǒng)，包括明渠1、水介質(zhì)8、大氣壓力9、

水泵10、管道11，所述明渠1還有明渠寬度2、明渠底的坡度角3、明渠低端4和明渠高端

5。所述閉路循環(huán)系統(tǒng)的工作方式是，由外電源18連接到驅(qū)動(dòng)水泵10把明渠低端4處的水

介質(zhì)8提升到明渠高端5處，明渠兩端的高度差為5米-15米。明渠1中的水介質(zhì)8，在水

介質(zhì)8自身重力和大氣壓力9的共同作用下，明渠高端5處的水介質(zhì)8自然的沿水流方向

6流向明渠低端4處。也就是說(shuō)，明渠1中的水介質(zhì)8獲得到了由水介質(zhì)8自身重力和大

氣壓力9兩者提供的動(dòng)能。所述的明渠寬度2必須要滿足設(shè)計(jì)要求，明渠寬度最好為5-8

米。所述介質(zhì)8可以是江河水介質(zhì)或者石油工業(yè)中的泥漿介質(zhì)，所述的水介質(zhì)流量為每秒

400-800立方米。

[0013]

所述水流發(fā)電裝置，包括水輪機(jī)葉片12、水輪機(jī)軸13、變速傳動(dòng)箱14、發(fā)電機(jī)15、

控制機(jī)16組成。把水輪機(jī)軸13垂直安裝在明渠1中，水輪機(jī)葉片12固裝在水輪機(jī)軸13

上。水輪機(jī)軸13與變速傳動(dòng)箱14入口聯(lián)接，變速傳動(dòng)箱14出口與發(fā)電機(jī)15聯(lián)接。控制

機(jī)16是用來(lái)控制發(fā)電機(jī)15工作在額定恒轉(zhuǎn)數(shù)的狀態(tài)，確保穩(wěn)定的交流電頻率。

[0014]

大氣壓力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電原理是，當(dāng)明渠1中的水流沖擊水輪機(jī)葉片12作功后，

水輪機(jī)軸13將帶動(dòng)變速傳動(dòng)箱14，變速傳動(dòng)箱14又帶動(dòng)發(fā)電機(jī)15轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行發(fā)電。明渠

流L段水體的動(dòng)能公式表明，當(dāng)明渠寬度2減小時(shí)，L段水體的動(dòng)能將呈單調(diào)增加趨勢(shì)。因

此，明渠寬度2必須按設(shè)計(jì)要求施工。

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說(shuō) 明 書 附 圖

圖1

圖2

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說(shuō) 明 書 附 圖

圖3

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